运用ANSYS 软件建立了电火花修整过程中金刚石砂轮温度场的有限元模型，并参照算例采用的修整电参数进行了实际修整金刚石砂轮的实验，利用VH-800三维数字显微镜观察电火花修整前后金刚石砂轮表面的微观形貌。结果表明，运用仿真模型所得分析结果与实验修整砂轮表面轮廓情况符合得很好。利用所建立的金刚石砂轮温度场的计算机仿真系统可对砂轮修整过程进行前期预测、工艺参数调整及优化等，避免加热温度过高使砂轮表面金刚石颗粒石墨化，或加热温度不足使砂轮表面硬度下降不够等情况的发生，从而减小了直接进行修整实验带来的盲目性。
提出了一种新型的3P-6SS并联机构，计算了其运动学反解。制作了这种并联机构的实物样机，并搭建了该并联机构的控制系统。基于数字信号处理器（DSP）编写了控制程序，并使用3P-6SS并联机构的实物样机进行了实验。在无抬笔、落笔控制的情况下，该并联机构写出了有联笔的字母“BUPT”;在有抬笔、落笔控制时，该机构写出了无连笔的数字“2008”。实验结果表明了反解算法的正确性和控制系统的有效性。
针对2R平面欠驱动机器人的轨迹控制问题，提出了基于模糊理论的智能控制方法。相比于目前的控制方法，模糊控制不依赖于机器人动力学模型，实时计算量小，鲁棒性良好。搭建了2R欠驱动机器人试验装置及其控制系统，完成了机器人末端多种轨迹的跟踪试验。试验结果显示该方法具有较高的控制精度与优良的鲁棒特性。
研究了由基础振动激励的被动隔振体的非线性振动特性和振动稳定性。考虑隔振系统的非线性刚度和隔振材料的非线性阻尼，建立了被动隔振体的非线性动力学方程；用谐波平衡法研究了其非线性振动特性，导出了频率响应方程；讨论了非线性因素的影响；分析了隔振体振动的稳定性，得出了稳定区和不稳定区的分界线方程。
基于无网格彼得洛夫－伽辽金法(MLPG)建立了热喷涂中基板的三维传热数学模型。温度场由权函数、多项式基和一组未知系数近似构造，利用二次样条函数作为移动最小二乘中的权函数和局部弱形式的试函数，并采用罚函数法处理本征边界条件。详细研究了比例系数对数值精度的影响。与有限元法相比，无网格法可取得更好的收敛性和较高的精度。利用该方法计算等离子喷涂中基板温度，其计算结果与实验结果基本一致，表明该模型可用于求解热喷涂中的基板传热问题。
为实现正交面齿轮的加工，利用包络法对正交面齿轮齿廓进行设计,并根据齿廓仿真对正交面齿轮齿顶尖化、全齿高尖化和毛坯尖化进行研究。建立了正交面齿轮的包络坐标系，给出了产形面方程及其齿角方程，推导了面齿轮齿廓方程和过渡曲面方程，利用MATLAB和CATIA软件对面齿轮齿廓进行了仿真。根据仿真结果，分析了面齿轮尖化现象，得出尖化条件，通过最小二乘法对尖化条件的数值计算结果进行统计分析，得到面齿轮齿顶尖化、全齿高尖化和毛坯尖化的近似方程。最后通过面齿轮加工实验，验证了理论计算和近似方程的可行性。
基于非硅表面微加工技术，给出了微机电系统惯性电学开关的一种新式设计，该设计采用两端悬空固定的多孔弹性梁作为固定电极，由连体蛇形弹簧连接悬空的质量块作为可动电极，可动电极位于支撑层和弹性梁之间，该结构在保证微开关具有足够灵敏度的同时，可有效提高两电极间的接触效果和器件的抗冲击保护。使用成本较低的多次叠层电镀镍的方法制作了设计的微型惯性开关，并对其元器件进行了试验测试，结果表明开关在100g加速度作用下的响应时间和接触时间分别约为0.40ms和12μs，与有限元动力学仿真结果吻合较好，表现出较高的灵敏度和良好接触效果。
根据磨齿残余应力的产生机理，运用热弹塑性理论，得出了影响螺旋锥齿轮磨齿残余应力的磨齿基本参数、磨削力和磨齿热等特征参量的数学模型。在单齿3D有限元模型基础上，磨削力的处理采用小步距移动法，力热耦合运用间接法，对螺旋锥齿轮进行了磨齿残余应力的有限元模拟与分析。结果表明磨削后的螺旋锥齿轮齿面呈现残余压应力，里层为残余拉应力，其大小随磨削条件和磨削用量等因素的不同，呈现一定的变化规律；磨齿残余应力随磨削深度和砂轮速度的增大而增大，而随展成速度的增大而减小；湿磨比干磨可明显减小磨齿残余应力。最后，试验验证了力热耦合有限元分析螺旋锥齿轮磨齿残余应力的有效性，并与直齿圆柱齿轮的磨齿残余应力进行了试验对比分析。研究结果为螺旋锥齿轮磨齿质量的控制提供了依据。
在应用Petri网模型构建系统故障逻辑关系图的基础上，提出了一种应用Petri网的关联矩阵求最小割集的算法。具体方法是在关联矩阵中按行、列查找所表达的输入、输出关系，直到找到基本事件，并将对应事件按“与”、“或”关系展开，这样可以直接从关联矩阵中得出割集，再按照布尔吸收律、等幂率或素数法求出最小割集。应用关联矩阵法求有重复事件Petri网模型的最小割集简单明了。进行了基于Visual C++6.0的算法程序编制，并通过了检验。通过对某舰艇防空系统故障最小割集的求解说明了求解过程并证明了该算法的正确性。
针对压气机二级叶片发生的进气边掉角故障，通过分析叶片结构固有特性以及激振因素，阐明了该叶片掉角故障主要是由第7阶和第10阶的高阶共振所引起的疲劳破坏造成的。通过叶片结构动态优化、叶片表面质量改进有效地预防了叶片掉角故障。尝试采用一级静止叶片不等距安装方式降低叶片振动。
对虚拟手在虚拟装配中的对象拾取进行了研究，根据手抓取物体时的物理特性，提出了一种基于虚拟手简化面法向距离的碰撞检测算法:对虚拟手的各对象建立切平面模型，并利用简化面与零部件进行碰撞检测。此算法减少了复杂包围盒的生成操作，同时以“面—体”测试替代了传统的“体—体”测试，降低了算法时间复杂度，减少了系统资源消耗。
在激光跟踪干涉三维坐标测量系统中，系统的标定精度直接影响着系统最终测量精度。由于自标定方法的标定精度不高，为了提高系统标定精度，并给出系统的绝对零位值，提出了一种直线法标定思想，利用一个普通的激光干涉仪，测量出目标点沿直线运动的位移量，然后计算出坐标系统的基点坐标和绝对零位值。考虑到基点和目标点的位置布局对系统标定精度的影响，分析并确定了一种优化布局方案，并对其进行仿真。仿真结果表明，目标点对称分布的布局所标定出来的基点坐标和绝对零位值精度较高。
将证据理论应用于多技术油液分析故障诊断的研究中，针对证据理论的核心——基本概率分配函数的构造问题，提出了新的构造基本概率分配函数的方法，并将该方法应用到某综合传动机构的可靠性试验中，试验结果表明，该方法能很好地识别出故障模式，具有较好的应用价值。
针对隶属编码方法规则复杂、容易出错的问题，开发了一个基于Pro/Toolkit开发的自动编码系统，用于实现自动编码。参照国家标准及部分行业标准，列出了一套隶属编码的规则，对该规则进行模型抽象，并设计出编码算法;研究了自动编码系统开发方法，包括系统架构、产品模型信息（参数）访问方法、自定义产品结构树的建立方法及存储规则、装配树中序号的重编、产品模型参数的修改;利用VC++6.0和Pro/Toolkit实现了编码系统。实例表明，该系统能够高效地对产品及其所属零件进行编码。
在分析人机协同工程装备方案设计知识类型的基础上，运用面向对象方法，建立了一个集历史性知识、过程性知识、描述性知识、辅助性知识、控制性知识和人的知识或经验六方面内容为一体的人机知识对象模型。该模型不仅表达了这些复杂知识对象的静态属性和相互关系，而且表达了知识对象的动态属性，体现了人机协同关系。提出了机器知识对象存储的三种方式数据库、程序代码和模型文件，着重研究了知识的数据库存储方法；从概念层、逻辑层和物理层三个方面探讨了知识的运用过程。
针对自动生产线故障的特点，选择了利用模糊神经网络对其进行故障诊断的方法，并给出了进行故障诊断的总体方案。在此基础上，建立了基于模糊神经网络与信息融合技术的自动生产线故障诊断模型。为了验证该模型，结合某球轴承套圈磨削超精自动生产线，运用MATLAB神经网络工具箱对该生产线上数控内圆磨床砂轮部分的故障数据进行建模、仿真与测试，结果表明，该模型能快速、准确、有效地诊断出故障。
提出了一种基于工件变形控制的铣削参数优化方法——耦合神经网络与遗传算法,该方法充分利用了试验设计技术、神经网络与遗传算法的优点。采用均匀试验设计表设计试验方案，基于试验数据建立了工件变形预测的神经网络预测模型，用该预测模型与解析式表示的金属切除率来构建优化数学模型，并用遗传算法进行优化。对优化后的结果进行了试验验证，结果表明采用优化后的参数进行加工能明显减小工件变形，说明耦合神经网络与遗传算法的优化方法是行之有效的。
考虑螺旋升角的因素，建立了滚珠丝杠副的受力模型，应用微分几何理论推导了螺旋面的主曲率，并进一步分析了螺旋升角对滚珠丝杠副弹性变形的影响。计算结果表明，随着螺旋升角的增大，滚珠丝杠副的法向弹性变形量也随着增大。
在对结构进行模态分析时，边界条件的施加方式会直接影响分析结果的正确性。对结构件在两种典型边界条件下的模态计算给予了详细的分析，采用试验模态分析方法，对结构件进行了固有特性的辨识，验证了施加不同的边界条件会导致分析结果出现很大差别。对结构件进行了重分析，结合模态试验，对结构件边界条件进行了辨识，得出了正确边界条件的施加方式。
以某汽车变速箱齿轮单齿弯曲为例，试验研究了齿轮单齿弯曲强化和损伤过程中系统固有频率的变化特性。结果表明，系统的固有频率随着单齿弯曲疲劳损伤过程的发展而持续减小，单齿断裂时系统的固有频率减小约3Hz；系统的固有频率随着小载荷的强化而略有增加，在强化小载荷下，随着强化次数的增加，系统的固有频率增加不超过2Hz；当强化次数超过20万次后，系统的固有频率不再增加。最后，利用强化前后的微观组织变化初步解释强化和损伤后固有频率变化的微观机理。
从不锈钢焊管整体性能角度出发，提出使用管液压胀形试验来评价焊缝质量对管件液压成形的影响。利用激光照射焊缝部位来改变焊缝材料性能，以获得不同状态的焊管。结合有限元和试验，分析了不同焊缝状态下焊管液压胀形的具体表现，提出了评价焊缝质量的依据。整个过程操作简单，结果直观可靠，为判定焊管焊缝成形性能的优劣提供了很好的试验手段和判定依据。
为提高模具自由曲面的抛光效率，提出了一种磁控散体抛光装置，通过调节磁场强度，改变装置内铁磁散体间的磁吸力，从而实现抛光装置的柔度调节。基于莫尔-库伦破坏准则、磁偶极子、弹性力学等理论，推导出铁磁散体的非磁致抗剪能力和磁致抗剪能力的关系式，建立了铁磁散体在磁场作用下的抗剪能力模型（理想状态），并采用实验手段进行了理论模型的修正。研究表明，在磁场作用下，铁磁散体的抗剪能力由非磁致抗剪能力和磁致抗剪能力两部分组成，其中磁致抗剪能力与磁场强度、铁磁材料的体积等因素相关。
在考虑速度、加速度稳定性和加工误差精度的基础上，设计了一个完善的自适应NURBS插补器。该插补器不仅能够根据曲线的形状，自适应地调整速度，而且通过加减速处理模块和速度再修正模块，使速度在变速过程中始终以恒定的加速度进行升降，从而不仅能够满足机床的加减速能力的要求，而且使得机床运行更加平稳，提高了加工精度。计算实例验证了所设计的离线自适应NURBS插补器的可行性。
根据压缩机结构特点，选定敏感参数为润滑油压力、轴承温度、轴横向振动振幅、轴位移，对敏感参数进行了在线监测；设定了敏感参数的报警或联锁阈值，信号超限时可报警停机；对轴振动和轴位移信号进行了采集和处理，根据其频谱特性、相位特性以及轴心轨迹进行相应的故障诊断，初步实现了设备的预测维修，保证了压缩机安全、可靠地运行，提高了设备的使用效率和现代化管理水平。
详细分析了电磁耦合无级变速系统的工作原理及其调磁原理，在此基础上，利用有限元法对其进行二维有限单元和三维有限单元的分析，研究了电磁耦合无级变速器的磁场的相关特性及调磁对气隙磁场的影响。根据调磁对气隙磁场的影响，计算得出调磁对该系统效率的影响，研究结果为电磁耦合无级变速系统的控制策略及控制系统开发提供了基础。
楔横轧多楔成形光轴类零件时，内外楔之间轧件的过渡段形状为由外楔楔入段轧制而成的斜台阶，通过有限元模拟和轧制实验，对不同过渡角下多楔轧制光轴表面光滑程度进行分析，得到过渡角对楔横轧多楔轧制光轴表面光滑程度影响规律。研究结果为楔横轧多楔精密成形长轴类零件提供了理论指导。
针对镁合金静液挤压工艺所需设备价格昂贵、没有国产设备的问题，研制了能应用在国产低成本普通压力机上的静液挤压试验装置，并解决了耐高压模具、镁丝挤压速度控制、挤压过程温度自动控制及高压热密封等几个关键技术问题。应用最小二乘法进行曲线拟合，得到了不同挤压比条件下温度与单位静液挤压力数量关系的回归方程。应用国产3150kN 液压机进行了静液挤压工艺试验，得到了力学性能优于轧制丝材的AZ31静液挤压镁合金丝。
在分析影响转向盘转向力矩大小因素的基础上，建立了汽车转向力矩模型，通过动力学仿真和电动助力转向台架试验，确定了车辆载荷与转向盘转向力矩的对应关系。结合车辆载荷、速度和转向盘力矩三个方面的因素给出了设计电动助力转向系统（EPS）时的新型助力特性曲线，试验与仿真结果表明，在新型助力特性曲线基础上设计的EPS控制器具有更好的操纵效果。
提出了一种压缩空气/燃油混合动力发动机概念，该发动机可以在压缩空气动力和内燃机两种模式下运行。运用理想热力循环理论建立了混合动力发动机两种工作模式的数学模型，并对平均指示压力及其他重要性能指标进行了仿真研究。仿真结果表明，两种工作模式下发动机的平均指示压力等主要性能指标与传统内燃机相近，而且能够实现两种工作模式的平稳切换，这说明压缩空气/燃油混合动力发动机是可行的，并能够达到节约燃油、减少尾气污染排放的目的。
薄壁梁结构内力变化是车身结构碰撞分析中的重要特性。以几种常见的圆柱碰撞工况为例，应用一种基于壳单元有限元模型的薄壁梁结构截面内力特性计算方法，分析了横向冲击载荷下的结构内力响应特性。分析内容包括薄壁梁结构的截面内力和内力矩的变化、内力功率和能量传递特性等。研究表明，圆柱冲击结构和结构冲击圆柱两种基本碰撞类型的能量传递方式分别是扩散型和汇聚型，结构形式与载荷工况共同决定了主要承载方式和能量传递的主要途径。结构内力特性仿真分析揭示了薄壁梁结构碰撞响应的力学本质特征——载荷与能量变化特性，为车身结构设计分析提供了重要方法。
